镁基复合材料论文镁基复合材料 碳纳米管 有限元分析(F.doc

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1、 镁基复合材料论文：CNTs/AZ91D复合材料热力学有限元分析【中文摘要】有限元方法已广泛应用于机械、电子、建筑、冶金、航空航天等各个领域,在材料学领域,有限元法可以对材料的变形、应变硬化和断裂过程进行详尽的分析与模拟,并且可以较好地反映增强体的形状、分布状态、基体增强体的界面状态、热残余应力及各种外界因素(如加载方式、变形温度等)对材料性能的影响,同时还可获得材料变形过程中的相关信息,如外加载荷的分配,弹性、塑性变形区的发展及应力、应变的分布等。因此利用有限元法进行模拟研究可以节约材料开发成本,预测材料性能。本文简要介绍了国内外碳纳米管(CNTs)/镁基复合材料的和研究现状,在国内外对碳纳

2、米管(CNTs)/镁基复合材料的研究的基础上,利用有限元法分析了镀镍碳纳米管增强AZ91D镁基复合材料(Ni-CNTs/AZ91D)的镀镍层厚度对材料热残余应力的影响,研究了AZ91D镁合金材料的拉深成形过程中温度和压边力的影响。在实验基础上,首先建立不同Ni层厚度时Ni-CNTs/AZ91D复合材料的有限元模型的三维有限元模型,运用热应力耦合分析方法模拟镀有不同厚度Ni层的Ni-CNTs/AZ91D镁基复合材料中的热残余应力分布,研究了Ni层厚度与Ni-CNTs/A.【英文摘要】Finite element method has been widely used in machinery,

3、electronics, construction, metallurgy, aerospace and other fields. In the field of materials science, researchers, via the finite element method (FEM), can not only do detailed simulation and analyses for many process of material, such as deformation, strain hardening, fracture process,etc,but also

4、can reflect the affection of internal and external factors on the material properties, such as reinforcements shape and distribution, matrix - reinforceme.【关键词】镁基复合材料 碳纳米管 有限元分析(FEA) 热残余应力 热拉深【英文关键词】Magnesium matrix composites Carbon nanotubes Finite element analysis (FEA) Thermal residual stress Wa

5、rm deep-drawing【索购全文】联系Q1：138113721 Q2：139938848【目录】CNTs/AZ91D复合材料热力学有限元分析摘要7-8Abstract8-9第一章 绪论10-201.1 课题的研究背景10-111.1.1 传统金属资源趋于枯竭，镁资源前景广阔101.1.2 我国大力支持镁材料的开发和应用10-111.2 课题的研究现状11-181.2.1 碳纳米管（CNTs）研究现状及其热力学性能11-131.2.2 CNTs/Mg 基复合材料的研究现状及其热力学性能13-151.2.3 有限元分析（FEA）方法在材料科学与工程中的应用现状15-181.3 课题的研究内

6、容和和创新之处18-20第二章 有限元热力分析的基本理论和ANSYS 软件20-312.1 有限元方法简介20-232.1.1 有限元法的基本思想212.1.2 有限元法分析问题的基本步骤21-232.2 有限元热力分析的基本理论23-262.2.1 传热学经典理论23-242.2.2 热传递的三种方式24-252.2.3 稳态热分析和瞬态热分析25-262.3 ANSYS 软件介绍26-312.3.1 CAE 的优越性及其发展26-272.3.2 ANSYS 软件的发展及其构成27-282.3.3 ANSYS 软件的分析功能28-31第三章 Ni-CNTs/AZ91D 复合材料热残余应力的有

7、限元分析31-433.1 实验基础31-323.2 有限元模型的建立与求解32-363.2.1 过滤分析选项32-333.2.2 选择单元类型和材料模型33-343.2.3 建立Ni-CNTs/AZ91D 复合材料的1/8 有限元模型34-353.2.4 施加约束和载荷35-363.3 模拟结果与讨论36-423.3.1 复合材料中热残余应力的分布36-413.3.2 镀层厚度对界面上的热残余应力的影响41-423.4 本章结论42-43第四章 AZ91D 板材热拉深的有限元分析43-544.1 实验基础43-454.1.1 不同温度时AZ91D 材料应力应变曲线的测试43-444.1.2 AZ91D 镁合金的强度系数 K 和硬化指数 N444.1.3 AZ91D 镁合金不同温度下的弹性模量 E44-454.2 有限元模型的建立和计算45-474.2.1 有限元模型的建立45-464.2.2 加载与求解46-474.3 模拟结果与分析47-524.3.1 成形温度和压边力对极限拉深深度的影响47-494.3.2 成形温度和压边力对板料最大减薄率的影响49-504.3.3 AZ91D 镁合金板材热拉深过程最佳温度和压边力的确定50-524.4 本章结论52-54总结54-56参考文献56-63致谢63-64附录A 攻读学位期间所发表的学术论文64